بهینه‌سازی چند هدفه مشارکت نیروگاه‌های بادی در ‏کنترل فرکانس اولیه سیستم‌های قدرت

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیئت علمی دانشگاه اصفهان

2 دانشکده مهندسی برق- دانشگاه اصفهان- اصفهان- ایران

چکیده

هنگام اختلال در سیستم قدرت فرکانس از مقدار نامی خود منحرف می‌شود. افزایش ضریب نفوذ نیروگاه‌های تجدیدپذیر سبب نگرانی از کاهش اینرسی سیستم و ‏توانایی سیستم در حفظ فرکانس در بازه مناسب است. در این مقاله، به منظور افزایش مشارکت نیروگاه‌های بادی مبتنی بر ژنراتورهای سرعت متغیر در کنترل فرکانس ‏و در هماهنگی با نیروگاه‌های حرارتی، پارامترهای سیستم کنترل مشارکت هماهنگ میان توربین بادی و نیروگاه‌های مبتنی بر ژنراتور سنکرون بهینه شده است. در ‏تنظیم پارامترهای کنترلی از الگوریتم ‏NSGA-II‏ با تابع هدف حداقل نمودن کمینه فرکانس (‏Nadir‏) و نرخ تغییرات فرکانس (‏RoCoF‏) در بازه پس از خطا استفاده ‏شده است. مطالعات در دو سیستم (تک باسی و دو ناحیه‎ای کندور) انجام شده است. نتایج شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهد طرح پیشنهادی، مشخصات پاسخ زمانی فرکانس ‏سیستم را بهبود می‌بخشد. بدین صورت که نرخ تغییر فرکانس را کاهش می‌دهد و از این طریق از عملکرد ناخواسته رله‌های نرخ تغییر فرکانس جلوگیری می‌کند. افزون ‏بر این، با افزایش کمینه فرکانس مانع از عملکرد ناخواسته رله‌های فرکانسی خواهد شد. ضمناً، روش پیشنهادی زمان نشست پاسخ فرکانس سیستم را به میزان قابل ‏توجهی کاهش می‌دهد.‏

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Multi-objective Optimization of Wind Turbines Participation in Primary Frequency Control of ‎Power systems

نویسنده [English]

  • Mahtab Dehghanian 2
1
2 Department of Electrical Engineering, Faculty of Engineering, University of Isfahan, Isfahan, Iran
چکیده [English]

During disturbances in the power system, the frequency deviates from its nominal value. The increased penetration of renewable ‎generations raises concerns about reducing system inertia and the system's capability to maintain frequency within an appropriate range. ‎In this paper, to enhance the participation of wind power plants based on variable speed generators in frequency control and in ‎coordination with thermal power plants, the parameters of the coordinated participation control system between wind turbines and ‎synchronous generator-based power plants are optimized. In tuning the control parameters, the NSGA-II algorithm is used to minimize ‎the frequency nadir and the rate of change of frequency (RoCoF) in the post-fault period. Simulation results of two test systems (the ‎single bus and Kundur two-area) show that the proposed scheme improves the frequency response characteristics of the system. ‎Specifically, it reduces the RoCoF, thereby preventing the unwanted operation of under-frequency-load-shedding relays. Additionally, ‎increasing the frequency nadir prevents the unwanted operation of frequency relays. Furthermore, the proposed method significantly ‎reduces the settling time of the system's frequency response.‎

کلیدواژه‌ها [English]

  • Frequency Control
  • Multi-Objective Optimization
  • Wind Turbine‎